2.9. Компенсация реактивной мощности.

Если коэффициент мощности не соответствует норме, то требуется произвести компенсацию реактивной мощности в соответствии с методикой (см.1. Стр. 245-253) или аналогичной. Производится расчет компенсирующих устройств и составляется схема их подключения. ПУЭ рекомендует величину коэффициента мощности Cosφ_Н =0,95-0,97; tgφ_Н=0,25-0,28

Пример

При расчете мощности получен Cos φ_{с р.}=0,86; а tg φ_{с р.}=0,59, что не соответствует нормативному. Для повышения Cos φ до 0,97 принимаем групповую компенсацию и устанавливаем конденсаторную установку на ГПП, на шинах напряжением 6 кВ. tg φ_{с р.}=0,59; Р_Р.=2600кВт.; Q_Р.=Р_Р.*tg φ=2600_*0.59=1534 квар.

1. Необходимая мощность конденсаторной установки:

Q_К.=Р_Р.*(tgφ_{с р .}- tgφ_н.)=2600_*(0,59--0,25)=884 квар.

2. Принимаем соединение конденсатора в треугольник и определяем емкость на 1 фазу:

3. Количество конденсаторов на фазу:

. , где Ск.=2,08 мкФ. - емкость конденсатора типа КМ - 6, 3 - 26

(см.1. стр.286, приложение 19) мощность Q₁=26 квар.

4. Всего конденсаторов в батарее:

m=3_*n=3_*13=39 штук.

5. Общая мощность батареи:

Q_к.ф.=m_*Q₁=39_*26=1014 кВар.

6. В связи с тем, что фактическая мощность батареи Q_ф.=1014 кВар. больше расчетной Q_к.=884 кВар.- на заводе имеется резерв реактивной мощности, позволяющий поддерживать требуемую величину коэффициента мощности с некоторым запасом. Фактический , что соответствует Cos φ = 0,98; что и соответствует требованиям ПУЭ.

7. Резерв реактивной мощности:

Q_рез.=Q_к.ф.-Q_к.=1014-884=130 кВар.

8. Составляем схему подключения конденсаторной установки:

Конденсаторная установка

Рисунок 9 - Примерная схема присоединения конденсаторов к шинам на напряжение 6-10 кВ

2.10. Расчет и выбор питающих линий напряжением свыше 1000 в.

Для выбора кабельных линий , напряжением свыше 1000 В. необходимо иметь:

• схему внутреннего электроснабжения;

• мощности силовых трансформаторов и графики нагрузок;

• нагрузки каждого цеха и токи короткого замыкания.

Расчет сечений кабелей производим по следующим факторам:

• по способу прокладки;

• материалу жил;

• длительно допустимым нагрузкам;

• по допустимым потерям напряжения (необходимо учитывать потери в трансформаторе);

• по экономической плотности тока с учетом часов использования максимума нагрузки,

• по термической стойкости к токам к.з.

Пример

Выбрать кабель от ГПП до ТП, в котором работают 2 трансформатора.

Кабель проложен от РУ 6 кВ ГПП до РУ 6 кВ ТП 1-го цеха. На ГПП трансформаторы ТМ – 2500/35/6, в ТП - трансформаторы ТМ – 160/6 .

Количество кабелей – 2; количество трансформаторов в ТП – 2 ;

Длина кабеля l = 520 м.; U раб. = 6 кВ.

Способ прокладки кабеля – на эстакадах (по воздуху)

Рассчитываем сечение кабелей:

1. По длительно допустимому току нагрузки (по таблицам) с учетом коэффициента загрузки кабеля. Расчет ведем на самый тяжелый режим, когда один кабель вышел из строя, а оба трансформатора получают питание по одному кабелю. В связи с возможностью в перспективе полной загрузки трансформаторов (и даже перегрузки на 10 %), принимаем двойную нагрузку на кабель- 2 I ном. тр-ра и коэффициент запаса- Кз=1,1. Номинальный ток первичной обмотки трансформатора ТМ 160 / 6

Рабочий ток в линии: Iраб.=1.1х2 Iном.тр.=1.1х2х15.4=34 А

По справочным таблицам для кабеля с алюминиевыми жилами при прокладке по воздуху определяем сечение жил кабеля 10 мм2 с допустимым током нагрузки Iдоп.=60 А 6034 , значит кабель выдержит данную нагрузку.

2. По допустимым потерям напряжения:

, [В.] или = =2.6 мм²

где l – длина кабеля (провода), [м.];

γ = 32 - алюминий, 53 – медь; проводимость

S – сечение, [мм².]

= 0,05х 6000=300 В

3. По экономической плотности тока (для постоянных линий):

Принимаем экономическую плотность тока j =1,6 Амм2 , с числом часов использования максимума нагрузки Т_maх.= 2500 в год. Т _макс. определяем из графика суточных и годовых нагрузок, или по справочным таблицам.

- сечение по экономической плотности тока:

S_эк.= =34:1, 6=21, 3 мм2

4.По термической стойкости в режиме к.з.:

Установившееся значение токов к.з. для точки КЗ . I = 5200 А. (см. расчет токов КЗ).

S _терм. = =5120 : 90 х 0. 2 = 25 мм2

I =5120 А - установившийся ток к.з.,

t _ф. =0,2 с– приведенное время действия защиты;

S_терм. – сечение по термич. стойкости в режиме к.з.

4. По механической прочности.

5 . Выбираем самое большое из полученных значений 25 мм²: кабель с алюминиевыми жилами для прокладки по воздуху, напряжением 6 кВ марки ААБГ-6-3х25 .

Пример расчета потерь напряжения сети:

520 м

От трансформатора ТМ – 2500/35/6 по кабельной линии длиной L = 520 м питается электродвигатель мощностью Р=160 кВт., потребляет ток 15,4 А. Требуется проверить кабель по допустимым потерям напряжения. Коэффициент загрузки трансформатора =0,48 ; сosφ= 0,94 ; кабель марки ААБГ – 3х35 .

Методику расчета принимаем по [ 3, стр. 276 – 277].

1. Активные потери в трансформаторе:

U_а = = = 1% ,

где Р_к. = 25000 Вт. – потери к.з. трансформатора;

S_{н.т. =} 2500 кВА. – мощность трансформатора.

2. Реактивные потери в трансформаторе:

U_р. = = = 6,4 % ,где

U_К.=6,5% - напряжение к.з. трансформатора (см. Приложение, табл. 9).

3. Потери напряжения в трансформаторе:

= = = 94,2 В.

4. Потери напряжения в кабеле:

= = = 11,6 В., где

=32 – проводимость алюминия; I_{ном.раб}.= 15,4 А. – Номинальный рабочий ток электродвигателя

S = 35 мм² - сечение жилы кабеля;

5. Суммарные потери:

= + = 94,2 + 11,6 = 105,8 В., что явно меньше допустимых потерь:

= 0,05% от = 0,05 * 6000 = 300 В.

С ледовательно, кабель подходит по допустимым потерям напряжения.

Результаты расчетов всех кабельных линий сводятся в таблицу 4 .

Таблица 4 - Линии высокого напряжения:

Наименование ВЛ. (КЛ.)	Начало	Конец	Длина, м	Тип, сечение, мм^2	Расчетный ток нагруз. I нагр.., А	Потери напряжения , В.
Питание ТП-1	ГПП	ТП-1	250	ААБГ-3х70	92	11
Питание ТП-2	ТП-1	ТП-2	420	ААБГ-3х50	76	14

-